Soojusenergia on füüsikas põhimõte, mida kõik õpilased peaksid tundma. Õnneks sobib soojusenergia mõnede lihtsate, jälgitavate ja põnevate katsetega, et paljastada noortele õpilastele soojusteadus. Eksperimentidega saab demonstreerida erinevate värvide soojuse neeldumist, tulekindlust, töö loomist ja isolatsiooni rolli.
Värv ja kuumus
Üks lihtsamaid soojusenergia katseid hõlmab demonstreerimist, kuidas erinevad värvid neelavad päikeseenergiat erinevalt. Esmalt keerake mitu ühesugust joogiklaasi eri värvi paberisse. Seejärel täitke iga klaas sama koguse veega. Seejärel jätke klaasid üheks tunniks otsese päikesevalguse kätte. Lõpuks kontrollige iga veeklaasi temperatuuri.
Soojusenergia ja töö
Ehkki me seda ei näe, võib soojusenergia meie heaks töötada. Selle demonstreerimiseks pange õhupall ja 1-liitrine pudel viieks minutiks sügavkülma. Järgmisena täitke kauss leige veega. Pange õhupalli suu üle 1-liitrise pudeli ava ja asetage pudel sooja veega kaussi. Kui õhk pudeli sees soojeneb, peaks õhupall täituma. Seejärel pange pudel jääveega kaussi, kui õhupall on ikka üle pudeli suu sirutatud. Seejärel peaks õhupall kokku tõmbuma ja tühjenema. Õhupalli täitmise ja tühjendamise töö on sooritatud soojusenergia abil.
Tulekindel õhupall
Näidake kuumuse juhtivust ja konvektsiooni, täites kaks õhupalli: üks külma veega ja teine õhuga. Süüdake tikk ja hoidke seda õhuga täidetud õhupalli all - see peaks rebenema. Süüdake veel üks tikk ja hoidke seda veega täidetud õhupalli all. See peaks jääma puutumatuks, kuna õhupalli sees olev vesi kannab õhupalli pinnalt soojust. See soojusjuhtivus ja konvektsioon takistab õhukummist kummi sulamistemperatuuri saavutamist, see tähendab, et õhupall ei lõhkeks.
Soojusenergia kadumise vältimiseks objekti soojustamine
Isolatsiooni saab kasutada selleks, et hoida soojusenergiat aine sisse ega välja. Eri tüüpi isolatsioonide tõhususe kindlakstegemiseks alustage sama koguse kuuma vee valamisest nelja erinevasse klaaspurki. Mõõtke igas purgis oleva vee temperatuur. Järgmisena katke iga purk sama, kuid erinevat tüüpi isolatsiooniga: alumiiniumfoolium, ajaleht, mullikile ja villane sokk. Laske purkidel istuda 10 minutit, seejärel võtke iga purgi temperatuur, et näha, mis tüüpi isolatsioon säilitas kõige rohkem soojusenergiat.